Un médicament sur le diabète à réduction de l'IA peut-il s'attaquer à nos superbacient les plus durs? Les chercheurs révèlent une action puissante de Halicine contre les bactéries mortelles multirésistantes, à l'exception d'un ennemi insaisissable.
Étude: Halicine: une nouvelle approche de la thérapie antibactérienne, une avenue prometteuse pour l'ère post-antibiotique. Crédit d'image: Kateryna Kon / Shutterstock
Dans une étude récente de la revue AntibiotiquesLes chercheurs montrent comment la découverte de médicaments intimement dirigée par l'intelligence artificielle (IA) peut réutiliser les produits pharmaceutiques et les biomolécules maintenant ré-remplacés à des fins thérapeutiques nouvelles et actuellement pertinentes. Plus précisément, ils rapportent les résultats d'un essai d'activité antibactérienne dans lequel l'efficacité de l'halicine a été prononcée par l'AI a été testée contre 18 souches bactériennes multirésistantes (MDR).
Les tests de concentration inhibitrice minimale (MC) ont révélé que l'halicine inhibait significativement la croissance de 17 des 18 isolats bactériens cliniques testés. L'étude a également confirmé l'efficacité de Halicine contre deux souches de référence standard, Staphylococcus aureus ATCC® 29213 ™ et Escherichia coli ATCC® 25922 ™. Ces résultats soutiennent une enquête future sur le potentiel de l'halicine en tant qu'antibiotique à large spectre contre les MDR et mettent en évidence la manière remarquable dont l'IA transforme la médecine et la découverte de médicaments.
Sommaire
Arrière-plan
Tenlé familièrement des «superpousses», les bactéries multirésistantes (MDR) constituent une menace croissante pour la santé mondiale. Parmi eux, les souches bactériennes Eskape (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosaet Enterobacter spp.) sont constamment reconnus par l'Organisation mondiale de la santé (OMS) comme la plus grande menace en raison de leur capacité extraordinaire à échapper à la plupart des cours d'antibiotiques conventionnels.
Malheureusement, ces menaces émergent à un moment où les pipelines antibiotiques traditionnels atteignent les limites de leur potentiel innovant, principalement en raison de la nature temporelle de leurs processus de découverte et de l'évolution parallèle des défenses bactériennes. Heureusement, les technologies modernes des innovations dans l'apprentissage automatique (ML) et de l'intelligence artificielle (IA) permettent de plus en plus le dépistage et la simulation rapides des composés pharmaceutiques existants, identifiant les propriétés antibactériennes cachées qui sont invisibles aux approches traditionnelles de découverte de médicaments.
Un succès remarquable de cette approche est Halicine. Originally created as a c-Jun N-terminal kinase (JNK) inhibitor to target diabetes-associated pathways, the drug was identified by deep learning algorithms at the Massachusetts Institute of Technology (MIT) for its unusual antibacterial ability to disrupt the bacterial proton-motive force, a mechanism distinct from conventional antibiotics, thereby suggesting its efficacy against Bactéries multirésistantes (MDR). Malheureusement, bien que prometteurs, des enquêtes détaillées sur son activité contre les isolats de MDR cliniques restent limités et les concentrations inhibitrices minimales potentielles (MICS) contre de nombreux agents pathogènes prioritaires nécessitent une étude plus approfondie.
À propos de l'étude
La présente étude, décrite comme la première du genre au Maroc, vise à combler ce manque de connaissances en estimant le micro d'halicine à travers un spectre de 18 isolats bactériens MDR validés cliniquement. Des échantillons d'isolats ont été prélevés dans les hôpitaux marocains et des tests de diffusion du disque d'agar ont été utilisés en premier pour confirmer leur statut MDR contre 22 antibiotiques couramment utilisés. En plus de ces isolats cliniques, des souches de référence standard S. aureus ATCC® 29213 ™ et E. coli L'ATCC® 25922 ™ a été inclus comme commandes de qualité.
La méthodologie d'étude a respecté les directives du Comité européen sur les tests de sensibilité aux antimicrobiens (Eucast) et de l'Institut clinique et de standards de laboratoire (CLSI). Après la validation de l'isolat, les tests de microdilution du bouillon et de micro en halicine ont été effectués pour déterminer la concentration de médicament la plus faible (en μg / ml) qui empêche la croissance visible de chaque déformation isolat.
Les données de CMI ont été utilisées pour générer des courbes dose-réponse, élucidant ainsi la dynamique de la croissance bactérienne à travers diverses concentrations. Simultanément, l'imagerie à microscopie électronique à balayage (SEM) a été réalisée pour visualiser les impacts physiologiques du traitement à l'halicine sur le E. coli souche de référence. Les différences entre les distributions de micro à travers la concentration et les résultats des espèces ont été estimées à l'aide du test non paramétrique de Kruskal-Wallis.
Résultats de l'étude
L'halicine a été observée pour démontrer une activité antibactérienne louable, produisant des micros de 16 μg / ml et 32 μg / ml par rapport E. coli ATCC® 25922 ™ et S. aureus Sonts ATCC® 29213 ™, respectivement. Les résultats dépendants de la dose contre les isolats bactériens validés cliniquement du MDR du groupe Eskape variaient de 32 à 64 μg / ml, confirmant le potentiel à large spectre de Halicine.
Étonnamment, cependant, P. aeruginosa s'est avéré être complètement intrinsèquement imperméable à l'halicine, sans inhibition de croissance observée indépendamment de la concentration de traitement. Les chercheurs ont attribué cette observation à la membrane externe robuste des bactéries, ce qui limite la pénétration de halicine, restreignant efficacement son efficacité.
Malgré cette exception, la capacité jusque-là anti-diabétique du médicament à tuer plusieurs souches multirésistantes présente un pas en avant prometteur dans la recherche globale de nouveaux agents antibactériens. Son mode d'action unique, perturbant le métabolisme de l'énergie bactérienne plutôt que de cibler les parois cellulaires ou la synthèse des protéines, contourne les mécanismes MDR de la plupart des bactéries les plus dangereuses d'aujourd'hui, et peut rendre plus difficile pour les futures bactéries de développer rapidement la résistance.
Conclusions
La présente étude valide l'efficacité antibactérienne de l'halicine, une relique antidiabétique largement interrompue, en inhibant considérablement la croissance de 17 des 18 (94%) isolats bactériens cliniques MDR testés. L'étude a également confirmé l'activité de Halicine contre les souches de référence de S. aureus et E. coli. Les résultats indiquent que l'halicine est efficace contre les bactéries qui ont déjà développé une résistance à de nombreux antibiotiques conventionnels, favorisant les recherches futures sur sa sécurité et son dosage optimal.
Cette étude met également en évidence la capacité des nouvelles innovations d'IA et ML à dépasser les limitations conventionnelles de découverte de médicaments, réutilisant les composés existants pour de nouvelles utilisations thérapeutiques. Les travaux futurs devraient examiner la pharmacocinétique, la toxicité et l'efficacité in vivo, et explorer les thérapies combinées qui pourraient surmonter les barrières posées par certaines défenses bactériennes. Les auteurs de l'article soulignent également l'importance d'établir des programmes de surveillance de la résistance bactérienne pour suivre l'efficacité à long terme de l'halicine, notant que si aucune résistance n'a encore été observée en raison de son utilisation limitée, la vigilance sera cruciale à mesure que le développement se déroule.
